Проблему нашел, был немного невнимателен.
А дело в следующем. Когда ты создаешь обычное приложение-экзешник с формами, то при использовании COM-объектов, метод CoInitialize автоматически вызывается в Application.Initialize. Ну, а в DLL Application.Initialize не вызывается по-умолчанию и поэтому CoInitialize надо вызывать явно. Тоже самое надо проделать в отдельных неглавных потоках обычного приложения, которые используют COM или OLE механизмы. Если CoInitialize вызывается явно, то при завершении работы потока или DLL надо также вызывать CoUninitialize.